基于GIS的危险化学品泄漏事故环境风险预测与评价信息支持系统研究

论文摘要

石油化学行业是事故的多发领域,随着我国国民经济的快速发展,石油化学工业愈来愈成为国民经济的支柱产业,化学品与人民生活的关系也越来越密切,与此同时,危险化学品在生产储运过程中的泄漏事故也呈逐年增多的趋势,已成为当今世界普遍关注的环境和安全问题。对危险化学品的泄漏事故后果进行预测模拟与风险评价,结合GIS强大的空间分析和动态显示功能,能在事故发生后,及时、迅速、有效、直观地对事故过程的危险区域做出较准确预测和模拟,并以此为依据制定相应的应急措施;在事故后果分析和环境风险评价中,可以较准确地计算事故造成的个体和社会风险,为事故后果评估和新增危险源的环境风险评价提供重要的定量依据。因此研究与开发“基于GIS的危险化学品泄漏事故环境风险预测与评价信息支持系统”具有重要的现实意义。本文所研究的内容获得国家863资源与环境技术领域重大项目“特大城市重大环境污染事件应急技术综合示范”(项目编号:2007AA06A401)子课题“大气污染事故风险场模拟及预测系统”的资助,笔者通过查阅国内外有关危险化学品泄漏事故模拟与风险评价的文献资料,阐述了泄漏事故扩散模型与风险评价模型的基本原理,建立了模型的逻辑框架系统,利用Fortran为主要编程语言,开发了模型程序,实现了模型的计算机仿真模拟,并且对模型的数据文件编制了一套完善的命名规范。在此基础上,本文利用ArcGIS Engine组件库技术,使用VB.net作为系统开发语言,不但实现了模型库与GIS技术的无缝连接,而且实现了模型模拟数据的可视化展示,包括等值线的绘制和NetCDF文件的动态播放。文章最后以上海化学工业区光气点设置环境风险预测与评价信息支持系统为例,阐述了危险化学品泄漏事故风险预测与评价模型与GIS集成的关键技术和分析结果,重点阐述了环境预测与风险评价模块、可视化模块和模型库管理模块。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 本文的研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要内容
• 第二章 危险化学品泄漏事故后果分析与风险评价
• 2.1 危险化学品源项分析模型
• 2.1.1 泄漏量计算
• 2.1.2 液体的扩散与蒸发
• 2.1.3 喷射扩散
• 2.1.4 绝热扩散
• 2.2 危险化学品大气扩散模型
• 2.2.1 重气扩散模型的基本原理
• 2.2.2 中等密度云扩散模型的基本原理
• 2.2.3 火灾模型的基本原理
• 2.2.4 爆炸模型的基本原理
• 2.3 风险评价模型
• 2.3.1 风险评价的含义
• 2.3.2 风险评价的内容
• 2.4 模型的计算机编程实现
• 2.4.1 模型程序的开发环境
• 2.4.2 模型的逻辑结构
• 2.4.3 模型软件的组织结构和命名规范
• 2.4.4 模型程序输出文件命名规范
• 第三章 基于GIS的危险化学品泄漏事故模拟与风险评价
• 3.1 GIS技术简介
• 3.1.1 地理信息系统的功能
• 3.2 GIS与环境应用模型的集成
• 3.2.1 GIS与环境应用模型集成的必要性
• 3.2.2 GIS与环境应用模型软件系统集成的技术支撑
• 3.3 模型数据在GIS中的可视化表达
• 3.3.1 等值线的绘制
• 3.3.2 扩散轨迹的动态展示
• 第四章 上海化学工业区光气点设置环境风险预测与评价信息支持系统
• 4.1 研究区域与项目背景
• 4.2 系统的体系架构
• 4.3 系统的数据构成
• 4.3.1 地理空间数据
• 4.3.2 属性数据
• 4.4 系统的功能模块及技术实现
• 4.4.1 信息浏览模块
• 4.4.2 信息查询检索模块
• 4.4.3 重点控制目标临近距离分析模块
• 4.4.4 环境预测与风险评价模块
• 4.4.5 可视化模块
• 4.4.6 模型库管理模块
• 4.5 应用实例
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 附录A 重气扩散参数
• 附录B 大气稳定度与扩散参数
• 附录C 火灾模型相关参数
• 附录D 爆炸模型相关参数
• 附录E 主系统的程序结构
• 致谢